Sistema especialista para auxílio na utilização de jogos comerciais

SBC – Proceedings of SBGames 2014 | ISSN: 2179-2259
Culture Track – Full Papers
Sistema especialista para auxílio na utilização de jogos comerciais no
processo de aprendizagem
Robson de Souza Resende
Pollyana Notargiacomo Mustaro
Universidade Presbiteriana Mackenzie,
Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE), Brasil
Resumo
O significativo crescimento do mercado de jogos
digitais para entretenimento tem resultado também no
interesse de sua exploração e utilização em outras áreas
como a educação. Destaca-se também que atualmente
vem se ampliando a produção e aplicação de jogos
digitais educacionais em diferentes contextos de
aprendizagem e áreas de conhecimento. Entretanto,
esses jogos podem apresentar tarefas repetitivas,
objetivos mal elaborados ou podem simplesmente se
tornar entediantes com o passar do tempo. Com isso,
observa-se a possibilidade de se utilizar jogos digitais
que não são especificamente educacionais, mas que
despertam o interesse dos estudantes. A partir deste
cenário, o presente trabalho pautou-se em desenvolver
um sistema especialista capaz de mostrar a um usuárioprofessor o que um determinado jogo digital de cunho
comercial, com base em suas características, pode
contribuir como mediador no processo de
aprendizagem, além de trabalhar a forma de utilização
deste em três contextos específicos: física, geografia e
inglês. Para a elaboração do sistema especialista como
aplicação web, foi utilizada a linguagem C# e
JavaScript, sendo que o mesmo apresenta afirmações
aos usuário e, a partir de suas escolhas, realiza
inferências e gera um relatório contendo os assuntos
(com base nos PCNs) que podem ser explorados, bem
como sugestões de uso de um determinado jogo digital
comercial. Como resultado, apresenta-se uma
ferramenta, baseada em design instrucional, que
permite ao docente determinar como um jogo digital
comercial pode constituir um recurso didático.
Palavras-chave: Jogos digitais, educação, sistema
especialista, física, geografia, inglês.
Abstract
The significant growth of the digital games market for
entertainment has raised an interest of its exploitation
also in other fields such as education. Currently, the
educational games production and applications have
been expanded to different learning contexts and areas
of knowledge. However, these games may contain
repetitive tasks, objectives not well defined, or simply
become boring in the course of time. One may observe
that it is possible to use digital games, which are not
specifically educational, but capable of arousing
students' interests.
Taking this scenario into
consideration, this paper aims at developing an expert
system able to show to a user-teacher how some
commercial games, can contribute as mediators in the
learning process, and, based on their features, be
applied in three specific contexts: physics, geography
and English. The proposed system is a web application
developed in C# and JavaScript. It shows to the users
some statements and, depending on their choices, it
performs inferences to generate an educational report
with the subjects, based on National Curriculum
Parameters in Brazil, that can be explored and
suggestions of how to use a specific digital commercial
game. The presented tool, based on instructional
design, allows the teacher to determine how a digital
commercial game can be used as a didactical resource.
Keywords: games, education, expert system, physics,
geography, English.
Authors’ contact:
[email protected]
[email protected]
1. Introdução
O Mercado de jogos digitais, comumente denominados
de games, tem aumentado consideravelmente ao longo
dos últimos anos, o que tem gerado um aumento no
interesse dessa área por parte da população mundial
[ADKINS, 2013].
Games em geral fazem parte do cotidiano atual, não só
com relação a crianças, mas também adultos e até
mesmo cidadãos da terceira idade, que de acordo com
Torres (2011), podem inclusive, ajudar na capacidade
cognitiva e reduzir sua deterioração.
A indústria de jogos tem crescido de tal forma, que se
observa a possibilidade da utilização dos mesmos em
outras áreas além do entretenimento, tais como a
educação. Hoje já existe um Mercado específico de
jogos educacionais e que tende a crescer com o passar
dos anos [ADKINS, 2013].
Embora os jogos educacionais sejam uma ferramenta
de auxílio no ensino, existem problemas que ainda
existem e que podem reduzir a eficiência dessa
ferramenta no que diz respeito ao ensino. Jogos digitais
educacionais, muitas vezes, são elaborados por
educadores e não passam pelas mãos de um
especialista do mercado de jogos comerciais, com isso,
tendem a apresentar problemas do tipo: Tarefas muito
repetitivas, desafios sem motivação, objetivos sem
imersão, avaliação com questões descontextualizadas e
sem vínculo com o ambiente do jogo, etc.
[KIRRIEMUIR; MCFARLANE, 2004].
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É possível observar que jogos digitais educacionais
possuem uma capacidade de ensino, porém essa
capacidade não é suficiente se não forem
adequadamente projetados e desenvolvidos. A
principal diferença entre jogos educacionais digitais e
jogos não educacionais (comerciais), é que estes
últimos são desenvolvidos com o propósito de
despertar o interesse do jogador e mantê-lo o maior
tempo possível interessado, pois isso gera renda para a
desenvolvedora do game.
Ao observar esses jogos comerciais é possível perceber
que muitos deles possuem recursos educacionais
implícitos, mesmo sem ter sido projetados para esse
propósito. Por exemplo, um jogo de corrida que possui
uma engine de física realista disponibiliza uma série de
situações durante o gameplay que mostram o
comportamento físico na realidade. Um jogo de mundo
aberto com vegetações diferenciadas disponibiliza uma
série de cenários que podem mostrar ao jogador as
vegetações, biomas e habitats naturais da realidade.
Com isso em mente, percebe-se que talvez esses games
podem ser utilizados no ensino formal. O objetivo
deste trabalho é mostrar as características que podem
existir nesses jogos, se baseando em três áreas:
geografia, física e língua estrangeira, em seguida
desenvolver um sistema especialista capaz de receber
características de um jogo e fornecer uma saída para o
usuário contendo um relatório educacional com os
possíveis assuntos que este jogo pode funcionar como
recurso de aprendizagem. O funcionamento se dá da
seguinte forma: O usuário escolhe um jogo qualquer
que deseja verificar se possui algum recurso
educacional; em seguida o sistema mostrará uma série
de afirmações para o utilizador, de forma que ele deva
indicar o quão forte essa característica está presente no
jogo; e, ao final da avaliação o sistema mostrará quais
assuntos educacionais aquele jogo possivelmente tem,
além de uma forma de aplicação do mesmo para o
ensino (com base em princípios de design
instrucional).
Além disso, será desenvolvido um banco de jogos
comerciais que possivelmente podem ser utilizados, na
educação, em diferentes propostas. Com isso o objetivo
do sistema é fornecer e/ou gerar relatórios educacionais
de alguns jogos digitais sem que o usuário tenha a
necessidade de conhecer um determinado jogo
comercial ou suas potencialidades educacionais. Dessa
forma, o usuário poderá indicar ao sistema o que ele
deseja ensinar, e o sistema mostrará os possíveis jogos
que podem ser utilizados no ensino dos assuntos
escolhidos.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação web
utilizando as linguagens de programação C#,
Javascript, CSS, JQuery e JSON (JavaScript Object
Notation) para armazenar as afirmações e suas áreas de
conhecimento.
2. Trabalhos Relacionados
Este trabalho foi baseado em estudos nas áreas de
jogos digitais, jogos digitais educacionais, jogos
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digitais comerciais, design instrucional e PCNs
(Parâmetros Curriculares Nacionais), além de sistemas
especialistas.
2.1 Jogos Digitais
A área de jogos digitais tem crescido de forma
significativa ao longo dos anos, economicamente os
jogos digitais movimentaram em 2011 cerca de 24,75
bilhões de dólares nos EUA ao serem contabilizados os
valores gastos em hardware, jogos e acessórios. O
conteúdo em formato digital assumiu 31% de todo esse
valor [LEMES; TOMASELLI; CAMAROTTI, 2012].
Isso mostra que esse recurso faz com que as pessoas
tenham o interesse por ele, além de se mostrar um
produto rentável, o que pode significar investimento.
A indústria dos videogames já ultrapassou
financeiramente a indústria do cinema, em 2010, por
exemplo, o faturamento anual com relação a jogos
ultrapassou 60 bilhões de dólares em todo o mundo
contra 31,8 bilhões de lucro da indústria de Hollywood.
[FADEL, 2011]
Contudo, destaca-se que a popularização dos jogos
digitais não se deu somente na área comercial, também
existem pesquisas e autores [GEE, 2003; SQUIRE et
al., 2004] que destacam o seu uso no âmbito
educacional, conforme apresentado a seguir.
2.2 Jogos Digitais Educacionais
Uma indústria que surgiu e que também vem forçasse
destacando com os jogos digitais é a indústria dos
jogos educacionais. Atualmente já existe uma série de
aplicações desse tipo e que possuem o foco no ensino
de alguma área, não apenas para crianças da educação
básica, mas também para alunos de cursos de
graduação e especialização. Esses jogos podem ensinar
sobre diversos assuntos que vão do mais básico como
ler e escrever até conceitos de física mais complexos
[SAVI; ULBRICHT, 2008].
Porém, não é trivial obter a atenção de um estudante
para o conteúdo ou habilidade que se deseja , é preciso
se preocupar em fazer com que o estudante tenha o
interesse pelo assunto, mesmo utilizando um recurso
de entretenimento como os games [SAVI;
ULBRICHT, 2008], além de tornar o processo de
aprendizagem prazeroso.
Por se tratar de algo especificamente educacional, um
jogo digital ao ser projetado e desenvolvido tende a
sofrer um desequilíbrio entre a parte de entretenimento
e a parte pedagógica, podendo se tornar entediante e
tirando a imersão do aluno. Um jogo educacional para
despertar o interesse por um maior período de tempo,
precisar ser projetado de modo que não possua tarefas
repetitivas, pouca diversidade, objetivos definidos de
forma inadequada, etc. Muitos jogos educacionais
sofrem desses problemas, e a maioria deles não possui
um nível de qualidade próximo ao visto em jogos
digitais comerciais [KIRRIEMUIR; MCFARLANE,
2004].
De acordo com Gee (2003), os jogos em geral podem
se transformar numa espécie de “máquina de
aprendizado”, pois na maioria deles o jogador precisa
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aprender a respeito de uma série de características do
gameplay, bem como as mecânicas presentes ao longo
do jogo. Logo, pode-se observar a possibilidade da
utilização de jogos comerciais em geral para o ensino.
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Esse é um exemplo de jogo comercial com recursos
educacionais, de acordo com o próprio criador, o game
já vendeu 14 milhões de cópias para PC.
2.4 Design Instrucional
2.3 Jogos Digitais Comerciais
Ao observar os desafios presentes na área de jogos
educacionais, se pode questionar quais são as
possibilidades de uso de jogos comerciais para
processos educacionais.
É possível observar uma série de recursos educacionais
presentes em jogos comerciais. Por exemplo, para
Moresco e Behar (2005), atualmente existem
ferramentas que servem como auxílio no ensino da
área de física. Para elas, a física apresenta uma série de
complexidades para boa parte dos estudantes que
começam a apender esses assuntos.
Não é apenas a área da física que possui este desafio,
mas outras disciplinas também. Ao fazer um estudo
sobre as características de alguns tipos de jogos digitais
percebe-se o conteúdo educacional que muitos deles
possuem.
De acordo com Squire et al. (2004), jogos de simulação
possuem uma série de recursos de física que podem ser
úteis para fazer com que os alunos tenham o interesse
pelo assunto, além de poder fornecer uma série de
características que são capazes de torná-lo mais
compreensível.
A área de geografia é outro exemplo de disciplina que
possui vários estudos. Essa área engloba desde
localização de determinados lugares, até características
de biomas, solos, rochas, etc. [COSTA; ROCHA,
2010].
Jogos de mundo aberto que possuem vegetação podem
mostrar a um jogador as características de cada um
desses tipos de biomas. O jogo Minecraft, produzido
pela Mojang, é um exemplo disso. Ele gera uma série
de biomas aleatórios variando entre florestas, desertos,
locais com neve, entre outros, conforme o jogador vai
explorando o mundo virtual. A figura 1 mostra um
exemplo desse jogo, onde é possível ver um deserto
completamente explorável ao jogador.
Figura 1: Exemplo de bioma de deserto presente no game
Minecraft.
Fonte:
http://www.planetminecraft.com/project/minecraft-desertgames-pvp-hungergames/
Algumas investigações [EGENFELDT-NIELSEN,
2004, 2007] voltaram-se à utilidade dos jogos digitais e
seu uso no ensino. Neste sentido, uma área que pode
contribuir com tal discussão é a do design instrucional,
já que este fornece subsídios ao educador para aliar o
recurso tecnológico com a parte didática.
De acordo com Reiser (2001), pode ser considerado
um meio instrucional qualquer ferramenta que seja
utilizada de alguma forma para instruir um indivíduo a
respeito de alguma coisa, podendo ser essa ferramenta
a TV, o rádio, o computador, etc. A área do design
instrucional avalia as formas de aprendizado e uma
análise das mesmas, também leva em consideração o
que pode inviabilizar ou prejudicar o processo de
aprendizagem.
Existe uma série de técnicas e modelos de design
instrucional, porém todas elas levam em conta a união
entre a parte instrucional e a questão didática, fazendo
o possível para tornar a experiência de ensino o mais
eficiente possível. O modelo de Dick, Carey e Carey
(2009), por exemplo, pauta-se na identificação d os
objetivos instrucionais, em seguida faz uma análise
instrucional e dos aprendizes e seus contextos,
documenta os objetivos de performance e revisa as
instruções para finalmente desenvolver instrumentos de
avaliação,
estratégia
instrucional,
materiais
instrucionais e avaliações. O objetivo disso é saber
utilizar a informação para avaliar o que deve ser
ensinado e associar os alunos com o que deve ser
aprendido por eles.
Outro modelo conhecido é o de Keller (1987),
chamado modelo ARCS (Attention, Relevance,
Confidence, Satisfaction). Esse modelo funciona em
quatro etapas: Conseguir a atenção do aprendiz e
mantê-lo interessado, deixar clara a relevância do que
está sendo ensinado e a importância disso, desenvolver
a confiança do aluno principalmente quanto ao que ele
é capaz de fazer, e por fim, fazer com que o aluno se
sinta bem com as tarefas realizadas e objetivos
devidamente cumpridos; sendo que tais princípios o
tornam aderente à questão da aplicação de jogos
digitais comerciais no contexto educacional.
O design instrucional lida com vários requisitos que
são necessários para um aprendizado eficiente, de
modo que os objetivos instrucionais sejam associados
aos objetivos que devem ser realizados em alguma
atividade. Ao observar esses objetivos, o designer
instrucional tem uma base necessária para elaborar
uma forma de ensino, e verificar as condições para o
aprendizado de forma eficiente com relação ao
educador e aluno [GAGNÉ e MERRILL, 1990].
A utilização de mídia com objetivo instrucional é algo
que tende a crescer, principalmente com novas formas
de tecnologia surgindo atualmente, tais como acesso à
internet, educação a distância, e tecnologia mais
acessível [ROMISZOWSKI e ROMIZOWSKI, 2005].
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Para se utilizar um modelo de design instrucional é
necessário ter a dimensão do conteúdo que deve ser
trabalhado; , na educação brasileira, o ministério da
educação disponibiliza os Parâmetros Curriculares
Nacionais (PCNs), onde são dispostos os conteúdos
que devem ser ensinados, bem como as habilidades a
serem desenvolvidas ao longo do processo de formação
dos estudantes.
2.5 PCNs (Parâmetros Curriculares Nacionais)
Os PCNs funcionam como um guia para o educador
que deseja ensinar a respeito de determinado assunto
dentro dos padrões de ensino da educação brasileira,
neles estão disponibilizados os assuntos que devem ser
ensinados para estudantes desde o ensino fundamental
até o ensino médio, além de formas de aplicação do
ensino, desafios e objetivos, englobam todas as
disciplinas do ensino público brasileiro. Este trabalho é
focado em apenas três áreas, Geografia para o ensino
fundamental, língua estrangeira para o ensino
fundamental, e física para o ensino médio. Tais áreas
foram escolhidas devido às constantes observações de
professores a respeito das dificuldades no processo de
aprendizagem destas áreas, bem como pela sua
relevância para a formação de cidadãos atuantes na
sociedade contemporânea globalizada [PCN, 1998a],
[PCN, 1998b], [PCN, 1998c].
2.5.1 PCN Geografia
O objetivo do ensino de geografia para o ensino
fundamental vai desde noções de cidadania como a não
discriminação, até a correta utilização de novas
tecnologias para o bem estar da população.
Especificamente, os assuntos a serem trabalhados com
estudantes do ensino fundamental de acordo com são
[PCN, 1998b]:







Territórios
Natureza;
Campo, cidades e suas características;
Cartografia;
Evolução das tecnologias;
Mundo com vários cenários geográficos;
Modernização e o meio ambiente.
Livros didáticos de geografia aplicados no ensino
fundamental brasileiro devem ter o seu conteúdo
baseado no PCN de geografia para o ensino
fundamental [PCN, 1998b].
2.5.2 PCN Língua Estrangeira
O aprendizado de outras línguas é importante para o
estudante, porque deste modo ele não apenas pode se
comunicar com cidadãos de outros países, mas também
tem a possibilidade de aprender mais sobre os
costumes e culturas do país que utiliza a linguagem que
está sendo estudada [PCN, 1998c].
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Para o ensino fundamental, existem meios que podem
ser utilizados para o ensino de outras línguas, tais
como programas de televisão, histórias em quadrinhos,
poemas, entre vários outros. Os objetivos de ensino de
língua estrangeira no ensino fundamental vão desde o
aprendizado da gramática até o interesse por obras em
outras línguas [PCN, 1998c].
Especificamente, os principais assuntos a serem
ensinados nessa área para o ensino fundamental de
acordo com são [PCN, 1998c]:
 Forma oral e escrita da língua;
 Culturas, hábitos e costumes;
 Identificar funções sociais no texto;
 Conectores e relações semânticas;
 Grau de formalidade de escrita e fala;
 Reconhecer tipos de texto;
 Compreender e ser compreendido;
 Culturas e suas características;
 Interesse em apreciar produções estrangeiras.
Formas de ensino de língua estrangeira para o ensino
fundamental público brasileiro, bem como seu
conteúdo devem estar baseados no PCN de língua
estrangeira para o ensino fundamental [PCN, 1998c].
2.5.3 PCN Física
No ensino público brasileiro a disciplina de física passa
a fazer parte da grade comum no ensino médio. A área
da física abrange muitos assuntos que vão desde
questões como tipos de movimentos até questões
quânticas. No ensino médio ela abrange as seguintes
áreas: Movimentos, calor, ambiente e uso da energia,
som, imagem e informação, equipamentos elétricos e
telecomunicações, matéria e radiação, universo terra e
vida [PCN, 1998a].
De acordo com o PCN de física [PCN, 1998a], o
ensino de física abrange os seguintes tópicos
específicos:






Símbolos, códigos e nomenclaturas;
Equações, gráficos e sentenças;
Elaborar comunicações que necessitem de
códigos e símbolos;
Padrões e características que ajudem a
ciência;
Medição, estimativas, dados e escalas;
Reconhecer a ciência e a integração com o ser
humano.
O PCN de física fornece todos os parâmetros
necessários para elaboração de conteúdo com relação a
essa disciplina no ensino médio [PCN, 1998a].
2.6 Sistemas especialistas
Após a verificação das possibilidades de uso de games
no contexto educacional, bem como a proposta do
design instrucional, e verificar os conteúdos a serem
trabalhados por meio dos PCNs, é preciso elaborar o
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recurso tecnológico que pode ser utilizado para integrar
os jogos na educação.
Sistemas especialistas são um recurso da inteligência
artificial que permite que um sistema desenvolvido
funcione como um especialista de determinado
assunto. Ou seja, é como se o conhecimento de um
especialista fosse armazenado em uma base de
conhecimento, e sempre que necessário o sistema
busca essas informações e realiza inferências para se
chegar à determinada conclusão, desse modo o sistema
funciona como se fosse o próprio especialista no
assunto [FLORES, 2003].
A ideia de sistemas especialistas começou com o
surgimento dos primeiros computadores, pesquisadores
tentavam elaborar formas de se utilizar o poder
computacional na resolução de problemas que, até
então, apenas seres humanos poderiam resolver.. Um
exemplo de sistema especialista foi o MYCIN,
desenvolvido para ajudar com questões de diagnóstico
médico, o sistema conseguiu obter resultados
relevantes, de modo que os diagnósticos chegavam a
ser tão precisos quanto de especialistas, e em alguns
casos superava médicos em início de carreira
[RUSSEL e NORVIG, 2004].
Sistemas especialistas são divididos em algumas
partes, sendo elas: Base de conhecimento, motor de
inferência, subsistema de aquisição de conhecimento,
sistema de explicações e interface com do usuário
[FLORES, 2003; FERNANDES, 2005].
A base de conhecimento é onde fica armazenado todo
o conhecimento do especialista, possui fatos e regras,
de modo que o sistema possa buscar informações
quando necessário. O motor de inferência funciona
como o raciocínio do especialista, é ele que realiza
toda a lógica para se chegar à determinada conclusão.
O subsistema de aquisição de conhecimento é o que
permite adicionar novos dados à base de
conhecimento. O sistema de explicações serve para
mostrar ao usuário o processo realizado para se chegar
à determinada conclusão, com isso o usuário entende o
raciocínio do motor de inferência. A interface do
usuário serve como um meio de comunicação simples
e intuitivo entre o utilizador e o sistema [FLORES,
2003; FERNANDES, 2005].
A figura 2 exemplifica o que foi descrigto
anteriormente com um modelo de sistema especialista.
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Figura 2: Modelo de como funciona um sistema especialista.
Tradução de: [VIZUREANU, 2010]
Sistemas
especialistas
são
relevantes,
pois
conhecimento especializado não é algo que se obtém
facilmente, com isso ao se desenvolver um sistema
especialista, uma parte considerável do conhecimento
especializado fica disponível para mais de um
indivíduo sem a necessidade de que todos obtenham
esse conhecimento por meio do contato com o mesmo.
Especialistas geralmente são mais eficientes com
relação a reconhecer o problema, resolver de forma
mais eficiente, explicar uma solução e aprender com a
própria experiência [LUGER, 2004].
3. Metodologia
Após realizar um estudo sobre jogos, design
instrucional, PCNs e sistemas especialistas, foi
possível planejar e desenvolver o sistema proposto
neste trabalho. O funcionamento aqui se dá em três
partes principais: Base de conhecimento, motor de
inferência e interface com o usuário.
O sistema especialista funciona com os dados que o
próprio usuário fornece. Inicialmente, o utilizador deve
escolher um game que deseja verificar se existe algum
conteúdo educacional, em seguida, o sistema pergunta
ao usuário qual o nome do jogo que deseja verificar, a
classificação indicativa e o gênero, e ao iniciar a
verificação, o sistema mostra uma série de afirmações
sobre o jogo em que o usuário precisa determinar um
grau de aderência, onde 5 indica que aquela é uma
característica muito presente no jogo e 1, uma
característica pouco presente no jogo. A figura 3
mostra um exemplo de afirmação e opções de grau de
aderência que o usuário precisa marcar a respeito do
game desejado.
Figura 3: Exemplo de uma afirmação gerada pelo sistema em
que o usuário precisa determinar um grau de aderência, onde
5 indica uma característica muito presente no jogo e 1 indica
uma característica pouco presente.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação web, e
foram utilizadas as linguagens Javascript, JQuery,
CSS, C#, e a ferramenta JSON para armazenar as
afirmações do sistema. Ao final da avaliação, o usuário
é redirecionado para uma nova página que contém um
formulário educacional, onde estão descritos os
assuntos que aquele jogo pode trabalhar, bem como
formas de aplicar o jogo no ensino.
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Inicialmente, o desenvolvimento foi limitado a apenas
três áreas de conhecimento: Geografia para o ensino
fundamental, língua estrangeira para o ensino
fundamental e física para o ensino médio, porém o
objetivo é que o sistema continue sendo otimizado, de
forma que possa abranger todas as áreas do ensino
público brasileiro no futuro.
O funcionamento do sistema será descrito a partir do
próximo item com relação a cada uma de suas partes
principais: Base de conhecimento, motor de inferência
e interface do usuário.
3.1 Base de conhecimento
A base de conhecimento do sistema é a parte onde
ficam armazenadas todas as afirmações e as ligações
com as áreas de conhecimento. Nessa parte foi
desenvolvido um vetor contendo os principais
conteúdos educacionais de acordo com os PCNs, a esse
vetor é denominado como “Vetor de características”.
Existe um vetor para cada área de conhecimento
(geografia, língua estrangeira e física). As afirmações
estão armazenadas na base de conhecimento de modo
que cada uma delas está ligada a determinados índices
do vetor de características. Por exemplo, existe um
índice no vetor de características de geografia que
representa a área de biomas, quando o usuário afirma
no sistema que o jogo possui um mundo virtual com
vários biomas e esses biomas presentes no jogo
representam adequadamente a realidade, o sistema
marca o índice do vetor que representa a área de
biomas, de modo que ao final da avaliação, o motor de
inferência percorre o vetor de características para
informar ao usuário o que o jogo possivelmente pode
ser trabalhado do ponto de vista educacional, como o
índice que representa os biomas está marcado, logo o
formulário final mostrará que o usuário-professor pode
utilizar aquele jogo para ensinar sobre biomas de
alguma forma.
Essa ligação entre o vetor de características e as
afirmações se encontra exemplificada na Tabela 1, que
mostra quais afirmações precisam ter um alto grau de
aderência para que um determinado índice do vetor
seja marcado, nesse caso estão representadas apenas
algumas afirmações e índices do vetor da área de
geografia.
Índice
Representa
Afirmações Necessárias
0
Civilização
1
Civilização
Real
2
Mapa
3
Mapa Real
1 - O contexto do jogo apresenta
uma civilização.
1 - O contexto do jogo apresenta
uma civilização.
2 – A civilização apresentada no
contexto do jogo está baseada na
realidade.
3 - Ao longo do jogo é apresentada
alguma
representação
que
corresponde a um mapa.
3 - Ao longo do jogo é apresentada
alguma
representação
que
corresponde a um mapa.
4 - O mapa presente representa um
território real.
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Tabela 1: Exemplo de algumas afirmações de geografia e
suas ligações com uma parte do vetor de características.
Durante a avaliação, de acordo com os dados
fornecidos pelo usuário, o sistema trabalha na geração
das próximas afirmações, de modo que o utilizador não
precise responder algo que já foi implicitamente
respondido. Por exemplo, caso o utilizador tenha
determinado um baixo grau de aderência para a
afirmação “Ao longo do jogo é apresentada alguma
representação que corresponde a um mapa”, logo o
sistema não precisa mostrar a afirmação “O mapa
presente representa um território real”, pois o usuário
já indicou que não existe mapa no jogo.
3.2 Motor de inferência
O motor de inferência trabalha durante e ao final da
avaliação na parte de montagem do relatório
educacional. Inicialmente, quando o usuário responde
o gênero do jogo (RPG, Ação, Sandbox, etc.), o motor
já trabalha para gerar a primeira afirmação, caso o
gênero seja um simulador, o sistema infere que
provavelmente o jogo possui recursos de física, e a
primeira afirmação a ser mostrada será a respeito de
algum assunto de física, e a partir daí o motor vai
mostrando as novas afirmações com base no que foi
determinado pelo usuário até então. Caso o utilizador
marque que o game é um RPG, logo o sistema infere
que provavelmente aquele jogo possui uma história e
está disponível em outras línguas, com isso a primeira
afirmação será a respeito de línguas estrangeiras, e a
partir daí o sistema vai gerando as próximas
afirmações até o final da avaliação. Como já foi dito, o
sistema foi desenvolvido para não gerar afirmações que
foram implicitamente já resolvidas pelo usuário, o que
garante um funcionamento mais eficiente do sistema,
além de uma avaliação mais ágil. Ao final da
avaliação, o sistema gera um relatório educacional
contendo as possíveis áreas educacionais que o game
possui. Também estão disponíveis no relatório algumas
formas de aplicação do jogo no ensino, o objetivo disso
é fazer com que o professor tome o cuidado de não
aplicar o jogo de modo que os aprendizes achem
entediante um game que na verdade poderia ser
considerado interessante por muitos deles.
O sistema de montagem do relatório funciona da
seguinte forma: Ao final da avaliação, todos os vetores
de características estarão devidamente preenchidos,
logo, o sistema percorre os vetores e de acordo com os
índices marcados e vai gerando as frases do relatório
educacional.
Todos os índices dos vetores foram tratados de forma
numérica, facilitando, assim, o algoritmo e tornando
simples a adição de novas afirmações e ligações com
seus respectivos índices.
A figura 4 mostra um exemplo da representação das
afirmações, vetor de características e algoritmo de
geração de frases. Toda a representação contida na
figura 4 corresponde a apenas uma amostra reduzida de
toda a representação existente na base de conhecimento
e no motor de inferência, deixando claro que o sistema
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possui maior número de informações do que as
mostradas aqui.
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O sistema de interface foi desenvolvido utilizando as
linguagens CSS e Javascript, bem como a biblioteca
JQuery para tratar alguns eventos da interface. O
modelo da interface principal do sistema – mostrando
as opções disponíveis, bem como a opção de iniciar
verificação do jogo – está exemplificado na figura 5.
Figura 5: Página inicial do sistema, onde são mostradas
diversas informações sobre o sistema (Amarelo), e também o
botão de iniciar verificação (Vermelho), que leva o usuário
para a página de avaliação do jogo, onde inicia-se o motor de
inferência.
Figura 4: Exemplo de representação de algumas afirmações
de geografia presentes no sistema, bem como o vetor de
características e algoritmo de geração de frases para o
relatório.
É relevante ressaltar que o educador que desejar avaliar
um jogo, precisa conhecer o suficiente a respeito do
mesmo, já que a eficiência do relatório educacional
depende de quão corretamente o utilizador determina o
grau de aderência das afirmações.
Para um usuário que não tenha conhecimento a
respeito de jogos digitais, o sistema disponibilizará
uma base de jogos, com isso, pode-se apenas informar
quais os assuntos que se deseja ensinar e o sistema
poderá buscar os jogos que possuem potencial para o
ensino daqueles assuntos e realizará uma inferência
para montar o relatório educacional desses jogos.
3.3 Interface
O sistema funciona como uma aplicação web, logo,
todo o desenvolvimento foi projetado para que o
sistema funcione como um website, a página inicial do
sistema disponibiliza uma série de informações ao
usuário, tais como descrição do projeto, tutorial de uso,
parceiros e desenvolvedores. Um botão de início de
verificação está na parte inferior da página, e ao ser
acionado, a página de avaliação é chamada pelo
sistema e, com isso, o motor de inferência começa a
funcionar de acordo com as seleções do usuário ao
longo da avaliação do jogo. Ao final, a página do
relatório educacional é chamada pelo sistema, onde
serão informados os possíveis conteúdos educacionais
pertencentes ao jogo avaliado.
O sistema recebeu o nome “SEREJ (Sistema
Especialista de Recursos Educacionais em Jogos)”, e
encontra-se hospedado num servidor de testes.
3.4 Conteúdos educacionais
Todo conteúdo educacional do sistema, pelos quais
foram baseadas as afirmações e assuntos a serem
ensinados foram baseados em livros didáticos do
ensino público brasileiro, além dos PCNs
disponibilizados pelo Ministério da educação.
4. Conclusões
Embora ainda sejam necessários testes com usuários,
os pré-testes empreendidos e as pesquisas realizadas na
área de jogos subsidiaram o desenvolvimento de
algoritmos
que
possibilitaram
verificar
a
funcionalidade e inferência realizada pelo sistema.
É relevante deixar claro, que este trabalho não tem por
objetivo
afirmar
que
jogos
especificamente
educacionais constituem uma proposta de ferramenta
inadequada, pelo contrário, sabe-se que estes podem
ajudar o processo de aprendizagem de determinado
público-alvo; o objetivo é justamente oferecer
subsídios para professores selecionarem jogos digitais
já existentes para ampliar as potencialidades
educacionais com estratégias lúdicas.
A ideia da utilização de jogos comerciais para o ensino
se dá justamente pelo fato de ser necessário manter um
estudante interessado pelo assunto a ser aprendido, e
esses jogos já se mostraram capazes de realizar essa
tarefa fora do ambiente escolar.
Outro ponto a ser levantado é que não adianta
simplesmente aplicar determinado jogo comercial na
educação de qualquer forma. O game precisa ser
aplicado de maneira que o estudante se sinta motivado
XIII SBGames – Porto Alegre – RS – Brazil, November 12th - 14th, 2014
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SBC – Proceedings of SBGames 2014 | ISSN: 2179-2259
a continuar sua trajetória, evitando que o faça por
obrigação, e com isso um jogo que antes parecia lúdico
se torne entediante.
O sistema especialista proposto neste trabalho leva em
consideração tais pressupostos, sendo que a
investigação empreendida volta-se para o uso de design
instrucional para ancorar o uso de jogos comerciais,
sendo incorporado ao sistema especialista.
Dentre os trabalhos futuros, destaca-se, então, a
realização de amplos testes com usuários. Para isso se
formalizará um domínio para a hospedagem definitiva
do projeto e se fará a divulgação nas listas acadêmicas
pertinentes,
bem
como
outros
veículos
comunicacionais que possam atingir ao público-alvo da
presente investigação. Como o uso do sistema grava
informações no banco de dados, será possível analisar
as experiências dos usuários e realizar as melhorias
pertinentes, sendo que a proposta é deixar o projeto à
disposição da comunidade científica e de professores
das disciplinas envolvidas para ampliar o uso de jogos
digitais no contexto educacional. Da mesma forma,
também se buscará ampliar o escopo das áreas e
disciplinas presentes na aplicação, tendo em vista os
PCNs pertinentes, ampliando as possibilidades de
inferência do sistema.
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